2021高考化学一轮复习 核心素养测评八 铁的获取及应用（含解析）苏教版

铁的获取及应用一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)1.新修本草是我国古代中药学著作之一,记载药物844种,其中有关于“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃烧之赤色”据此推测,“青矾”的主要成分为()a.cuso45h2ob.feso47h2oc.kal(so4)212h2od.fe2(so4)39h2o【解析】选b。“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃烧之赤色”,青矾是绿色,经煅烧后,分解成粒度非常细而活性又很强的fe2o3超细粉末为红色,a为蓝色晶体,b为feso47h2o是绿色晶体,c为kal(so4)212h2o是无色晶体,d为fe2(so4)39h2o为黄色晶体,所以判断“青矾”的主要成分为feso47h2o,选b。2.(2020大同模拟)用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的cuo反应制单质铜,有人设计了以下两种方案:feh2cucuocuso4cu若按实验原理进行操作,则两者制得单质铜的量()a.一样多b.多c.多d.无法判断【解析】选c。方案中,用h2还原cuo时,加热前要先通h2,以排除装置中的空气,以防加热时爆炸,实验结束后需继续通一会儿h2,直到冷却为止,以防止cu重新被空气中的o2氧化,因此,要制得1 mol cu需要的h2多于1 mol,即需要的fe多于1 mol。故等量的fe按方案制得cu的量多。【加固训练】下列离子在溶液中能大量共存,加入feso47h2o晶体后,仍能大量共存的是()a.na+、h+、cl-、no3-b.k+、nh4+、h+、i-c.na+、oh-、so42-、k+d.k+、ag+、ca2+、no3-【解析】选b。a项fe2+与h+、no3-会发生氧化还原反应;c项fe2+与oh-会生成沉淀;d项ag+、ca2+与so42-均会生成微溶物。3.(2020泰州模拟)关于fe3+、fe2+性质实验的说法错误的是()a.用图示装置可以制备沉淀fe(oh)2b.配制fecl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度c.fecl3溶液中滴加kscn溶液会生成红色沉淀d.向fecl2溶液中加入少量铁粉是为了防止fe2+被氧化【解析】选c。a图中硫酸亚铁与naoh反应生成fe(oh)2,a正确;fecl3易水解,配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,b正确;fecl3溶液中滴加kscn溶液,溶液变红色,无沉淀,c错误;fe3+与铁反应可生成fe2+,则向fecl2溶液中加入少量铁粉是为了防止fe2+被氧化,d正确。【加固训练】某溶液中可能存在fe3+、fe2+、i-、hco3-、cl-、no3-六种离子中的几种。现进行下列实验:取少量溶液滴加kscn溶液,溶液呈红色;另取少量原溶液滴加盐酸,溶液的棕黄色加深。据此可以推断,该溶液中肯定不存在的离子是()a.i-、hco3-b.fe2+、hco3-、no3-c.i-、hco3-、cl-d.fe3+、i-、hco3-【解析】选a。由可知溶液中一定含有fe3+,有fe3+一定无i-和hco3-;由棕黄色加深可知溶液中fe2+被氧化为fe3+,所以一定含有no3-,可能含有cl-。4.(2020榆林模拟)下列各组物质中,x是主体物质,y是少量杂质,z是为除去杂质所要加入的试剂。其中所加试剂正确的一组是()选项abcdxfecl2溶液fecl3溶液fena2so4溶液yfecl3cucl2alna2co3zcl2fenaoh溶液bacl2溶液【解析】选c。a项中cl2能把fecl2氧化,b项中fe能把fecl3还原,d项除去了co32-和so42-又引入了cl-,均不合要求。a中应加适量铁粉,b中可加足量铁粉过滤后,向滤液中通足量cl2,d中应加适量稀h2so4。【加固训练】硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是()a.碱式硫酸铁水解能产生fe(oh)3胶体,可用作净水剂b.为防止nh4hco3分解,生产feco3需在较低温度下进行c.可用kscn溶液检验(nh4)2fe(so4)2是否被氧化d.常温下,(nh4)2fe(so4)2在水中的溶解度比feso4的大【解析】选d。碱式硫酸铁电离产生fe3+,fe3+能发生水解生成fe(oh)3胶体可用作净水剂,a正确;nh4hco3不稳定,受热易分解,生产feco3需在较低温度下进行,b正确;kscn溶液遇fe2+溶液无现象,(nh4)2fe(so4)2若被氧化则生成fe3+,kscn溶液遇fe3+溶液变红,c正确;(nh4)2fe(so4)2在水中的溶解度比feso4的小,所以feso4才能与(nh4)2so4反应生成(nh4)2fe(so4)2,d错误。二、非选择题(本题包括2小题,共26分)5.(12分)(2020衡水模拟)铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。市场上一种常见的补铁药物的主要成分是琥珀酸亚铁,呈暗黄色。该药物不仅能溶于水还能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测该药片中fe2+的存在,设计并进行了如图实验:(1)该药片的外表包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是_。(2)试剂1是_,试剂2是_,加入试剂2后溶液呈淡红色,说明_,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是_。(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?_。若你认为不合理,请说明理由(若你认为合理,该空不要作答):_。【解析】(1)亚铁盐易被氧化,药片外表糖衣的作用是保护fe2+不被空气中的氧气氧化。(2)试剂1是稀盐酸,试剂2是kscn溶液,加入kscn溶液后溶液呈淡红色,说明药片已部分被氧化,加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是2fe2+cl22fe3+2cl-、fe3+3scn-fe(scn)3。(3)红色溶液变为无色溶液的原因不可能是+3价铁被还原为+2价铁,因为体系中不存在还原性物质,只可能是氯水的作用,fe(scn)3中scn-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入fecl3溶液,溶液仍然不变红来证明。答案:(1)保护fe2+不被空气中的氧气氧化(2)稀盐酸kscn溶液药片已部分失效(或部分被氧化)2fe2+cl22fe3+2cl-、fe3+3scn-fe(scn)3(3)不合理fe(scn)3中scn-被过量的氯水氧化而褪色,可以在褪色后的溶液中加入fecl3溶液,溶液仍然不变红来证明6.(14分)(1)某化学兴趣小组利用下列试剂,铁粉、锌粉、0.1 moll-1 fecl3溶液、0.1 moll-1 fecl2溶液、kscn溶液、新制氯水,探究fe2+、fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。 用所给试剂写出体现fe2+具有还原性的反应的化学方程式:_。设计实验方案,完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究fe3+具有氧化性取少量0.1 moll-1fecl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量kscn溶液加入铁粉后,溶液颜色变为_。加入kscn溶液后,溶液_该兴趣小组为说明“fe2+具有氧化性”,提出了向fecl2溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为_。(2)某反应中反应物与生成物有fe3+、mn2+、h+、mno4-、h2o和一种未知离子x,已知mno4-在反应中得到电子,则x离子是_,该反应的离子方程式是_。(3)有一铁的氧化物样品,用5 moll-1的盐酸140 ml 恰好完全溶解,所得溶液还能与通入的0.56 l氯气(标准状况)反应,使fe2+全部转化为fe3+,则此氧化物为_。【解析】(1)在反应中fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用氯水,反应为2fecl2+cl22fecl3。向fecl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2fe3+fe3fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向fecl2的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变血红。向fecl2的溶液中加入锌粉,离子反应为zn+fe2+fe+zn2+。(2)已知mno4-得电子,故mno4-是氧化剂,mn2+为还原产物,则题目提供的fe3+是氧化产物,故还原剂为fe2+,即x为fe2+。该反应中反应物为mno4-、fe2+和h+,生成物为mn2+、fe3+和h2o,n(mno4-)n(fe2+)=15。(3)n(cl)=5 moll-10.14 l+20.56 l22.4 lmol-1=0.75 mol;n(h)=5 moll-10.14 l=0.7 mol,反应中hcl的h元素与氧化物中o元素全部结合生成h2o,反应后溶液成分为fecl3,所以n(fe)n(o)=13n(cl)12n(h)=130.75 mol120.7 mol=57,即该氧化物的化学式为fe5o7。答案:(1)2fecl2+cl22fecl3浅绿色不变色fe2+znzn2+fe(2)fe2+mno4-+5fe2+8h+mn2+5fe3+4h2o(3)fe5o7一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)1.对下列实验事实的解释正确的是()操作、现象解释a向淀粉ki溶液中加入fecl3溶液,溶液变蓝fe3+能与淀粉发生显色反应b把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点铁在潮湿的空气中易生成fe(oh)3c向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生说明fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气d新制fe(oh)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色说明fe(oh)2易被o2氧化成fe(oh)3【解析】选d。fe3+将i-氧化为i2,淀粉遇碘变蓝,a错误;铁表面红棕色斑点是fe2o3,b错误;铁与稀硝酸反应产生的气体为no,c错误;fe(oh)2易被氧化,d正确。2.(2020海口模拟)将1.12 g铁粉加入25 ml 2 moll-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是()a.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色b.往溶液中滴入无色kscn溶液,不显血红色c.fe2+和fe3+物质的量之比为61d.氧化产物和还原产物的物质的量之比为25【解析】选c。n(fe)=0.02 mol,n(fecl3)=0.05 mol,由2fe3+fe3fe2+知,fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成0.06 mol fe2+,fe3+的特征反应之一是遇kscn溶液变血红色;氧化产物与还原产物的物质的量之比为12。【加固训练】在fecl3、cucl2、fecl2的混合溶液中,fe3+、cu2+、fe2+的物质的量之比为321,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为124,则参加反应的铁粉与原溶液中fe3+的物质的量之比为()a.21b.12c.13d.14【解析】选c。加入适量的铁粉,使溶液中fe3+、cu2+和fe2+物质的量之比变为124,说明fe3+有剩余,cu2+不反应,设原溶液中含有fe3+、cu2+、fe2+的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol,反应后fe3+、cu2+和fe2+物质的量之比变为124,则反应后fe3+、cu2+、fe2+的物质的量分别为1 mol、2 mol、4 mol,故反应的fe3+为2 mol,参加反应的fe为1 mol,参加反应的铁粉与原溶液中fe3+的物质的量之比为1 mol3 mol=13。3.(2020卫辉模拟)废铁屑制fe2o3的一种流程如图:下列说法不正确的是()a.热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污b.操作a是萃取c.冰水既可洗去杂质又可减少固体的溶解d.fe2o3可用作红色颜料【解析】选b。热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污,a正确;操作a是过滤,b错误;冰水既可洗去杂质又降低温度,减少固体的溶解,c正确;fe2o3俗名铁红,可用作红色颜料,d正确。二、非选择题(本题包括2小题,共32分)4.(16分)某兴趣活动小组利用物质间的互变,设计成一个平面“魔方”,如图所示。已知:a、b、c、d、g含有同种元素。纯单质a是银白色;b溶液是黄色;固体c是红褐色;固体d是红棕色;g溶液是浅绿色。e是通常状况下密度最小的气体;b与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀;在水溶液中b也能将一种氧化物氧化为f,f是含有三种元素的共价化合物,f与a反应生成e和g。试回答下列问题:(1)写出d的化学式:_。(2)g生成c的过程中所出现的现象为_。(3)写出下列反应的化学方程式:d+ea:_;ab:_。(4)bf的离子方程式为_;g与次氯酸反应的离子方程式为_。【解析】红褐色固体为fe(oh)3,红棕色固体为fe2o3,浅绿色溶液为含fe2+的溶液,黄色溶液为含fe3+的溶液。由知,a、b、c、d、g都含fe元素,由表中的颜色知,a为铁单质,b含fe3+,c为fe(oh)3,d为fe2o3,g含fe2+。再由知,e为h2,b为fecl3,因f是含有三种元素的共价化合物,f与a反应生成e和g,又因为f是由fecl3在水溶液中将一种氧化物氧化得到的,可推知f为一种含氧酸,结合fe3+可氧化so2的水溶液生成h2so4可推测此氧化物为so2,f为h2so4。答案:(1)fe2o3(2)先产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色(3)fe2o3+3h22fe+3h2o2fe+3cl22fecl3(4)2fe3+so2+2h2o2fe2+so42-+4h+2fe2+hclo+h+ 2fe3+cl-+h2o【加固训练】a、b、c为3种单质(其中a为固体,b、c为气体),将d的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,b、c反应的产物易溶于水得到无色溶液e。它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是()a.物质b是h2b.物质c是cl2c.物质d是fecl2d.物质f是fecl2【解析】选d。根据题意知,a为fe,b为cl2,c为h2,d为fecl3,e为hcl,f为fecl2。5.(16分)(2020吉林模拟)工业上以铬铁矿(主要成分为feo和cr2o3,含有al2o3、sio2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为na2cr2o72h2o),其主要工艺流程如下:查阅相关资料得知:i.常温下,nabio3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下能将cr3+转化为cro42-,自身被还原为bi(oh)3固体。ii.物质fe(oh)3al(oh)3cr(oh)3fe(oh)2bi(oh)3开始沉淀的ph2.73.44.67.50.7完全沉淀的ph3.74.45.99.74.5回答下列问题:(1)将铬铁矿矿石粉碎的目的是_。(2)操作、用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和_(填仪器名称)。(3)写出反应的化学方程式_。(4)中酸化是使cro42-转化为cr2o72-。写出该反应的离子方程式_。(5)将溶液h经下列操作:蒸发浓缩,_,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠。(6)取一定质量的固体d溶解于200 ml的稀硫酸中,向所得溶液中加入5.0 moll-1的naoh溶液,生成沉淀的物质的量(n)与加入naoh溶液的体积(v)关系如图所示,则稀硫酸的浓度为_,固体d中含fe化合物的物质的量为_。【解析】(1)将铬铁矿石粉碎可以增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高浸出率;(2)操作、均是过滤,则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯;(3)常温下,nabio3不溶于水,